El índice de anisidina como medida del deterioro

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Grasas y Aceites
El índice de anisidina como medida del deterioro latente de un material
graso.
Por M. A. Grompone
Facultad de Química. Casilla de Correo 1157. Montevideo, URUGUAY.
RESUMEN
El índice de anisidina como medida del deterioro latente de
un material graso.
A pesar de que el índice de peróxido es una medida corriente
de la oxidación de los lípidos, su uso está limitado a las etapas
iniciales de dicha reacción. Como los peróxidos pueden sufrir descomposiciones posteriores, la historia oxidativa completa del aceite
no se conoce por ellos. Se considera que el índice de anisidina, una
medida de los productos de la oxidación secundaria, es muy útil para
evaluar el pasado del aceite.
Se estudiaron los efectos del almacenamiento acelerado de
muestras comerciales sobre los índices de anisidina y de peróxido.
Los resultados obtenidos indican que el índice de anisidina es un
buen método para predecir dicha estabilidad.
Se estudiaron algunas etapas del procesamiento de las grasas
y aceites comestibles. Las arcillas de blanqueo producen la descomposición de los productos de oxidación y este efecto sólo puede
reducir el índice de peróxido del aceite. Se desarrollaron estudios
comparativos para determinar los efectos del blanqueo sobre el índice
de anisidina.
El análisis de aceites deteriorados antes y después de la
desodorización mostró que tiene lugar solamente una pequeña
reducción en el índice de anisidina.
PALABRAS-CLAVE: Almacenamiento - Decoloración - Estabilidad - Grasa comestible - índice de anisidina - Oxidación lipídica.
SUiyiMARY
Anisidine value as a measurement of the latent damage of
fats.
Although the peroxide value is a common measurement of lipid
oxidation, its use is limited to the initial stages of oxidation. Since
peroxides are vulnerable to further decomposition, the complete oxidative history of the oil may not be revealed. The anisidine test a
measure of secondary oxidation products, is considered useful in that
it shows the past history of the oil.
Effects of accelerated storage test on the anisidine and peroxide
values of commercially samples were studied. The results obtained
indicate that the anisidine value is a good method to predict storage
stability of fats.
Some processing steps in producing edible fats and oils were
studied. Bleaching clay performs decomposition of oxidation products
and this effect alone would reduce the peroxide value. Comparative
studies were undertaken to determine the effects of bleaching on the
anisidine value.
Analysis of damaged oils before and after deodorization showed
that little reduction of anisidine value occurred.
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KEY-WORDS: Anisidine value - Bleaching - Edible fat - Lipid
oxidation - Stability - Storage.
1. INTRODUCCIÓN
La oxidación de compuestos olefínicos por el oxígeno atmosférico es importante en el desarrollo de la
rancidez, en la producción de olores desagradables
y en la polimerización de los aceites secantes. Los
primeros productos aislables son hidroperóxidos insaturados. Estos son intermediarios transitorios que
reaccionan dando, entre otros, compuestos con funciones carbonilo, los que a su vez pueden catalizar
oxidaciones posteriores o descomponerse en compuestos indeseables. La calidad oxidada de los aceites
tienen efectos significativos sobre su estabilidad durante el almacenamiento y sobre su valor nutricional
(1). (2).
Si bien el índice de peróxido ha sido una medida
corriente de la oxidación lipíjjica, su utilidad se limita
a las etapas iniciales de la reacción. Como los hidroperóxidos sufren reacciones posteriores de descomposición, la historia oxidativa completa de' un aceite
no se revela en su índice de peróxido: éste puede ser
bajo porque el material es de buena calidad o porque
ha sido reducido por algún proceso que puede
enmascarar su deterioro verdadero.
Holm y colaboradores (3) introdujeron el ensayo
de la bencidina como una medida de los productos
de la oxidación secundaria formados durante el procesamiento de los aceites. Debido a las propiedades
cancerígenas del mencionado reactivo, se sustituyó
por un ensayo similar basado en el uso de la anisidina. Este método no da un valor numérico correcto
del contenido en compuestos con funciones carbonilo
ni una medida directa del sabor de una grasa ni de
su estabilidad. Esto se debe a que no todos los
compuestos carbonilo contribuyen de igual manera.
Sin embargo este análisis ha resultado muy útil, a
pesar de la poca frecuencia con que se emplea (47).
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Vol. 42 Fase. 1 (1991), 8-13
El procedimiento analítico ha sido oficializado por
la International Union of Pure and Applied Chemistry
(8). El índice de anisidina se define, por convención,
como 100 veces la absorbancia medida a 350 nm en
una celda de un cm de espesor, de una solución que
contiene 1.00 g de aceite en 100 mi de una mezcla
de solvente y reactivo, de acuerdo con el método
descrito. El principio de éste radica en la reacción
entre los compuestos aldehídicos y la p-anisidina (pmetoxianilina). La intensidad del color de los productos amarillentos formados en la reacción depende no
solamente de la cantidad de compuestos aldehídicos
presentes sino también de su estructura: un doble
enlace en la cadena carbonada, conjugado con el doble
enlace del carbonilo, aumenta la absorbancia molar
en 4 ó 5 veces. Esto significa que los 2-alquenales
contribuyen prioritariamente al valor determinado.
Si bien hay algunos artículos que emplean el índice
de anisidina como una medida del deterioro del aceite
(9-11), aún no se ha sistematizado su empleo por lo
que es escasa la información de referencia.
Este trabajo utiliza el índice de anisidina en comparación con el respectivo índice de peróxido, para
establecer criterios de estabilidad de los materiales
grasos. Estudia también las variaciones simultáneas
de ambos índices en operaciones de fábrica que tienen
por objetivo el mejorar la calidad de los productos,
tales como el blanqueo y la desodorización.
2. PARTE EXPERIMENTAL
2.1. Procedimientos empleados.
En el laboratorio se efectuaron blanqueos con dos
tipos diferentes de productos comerciales:
b) índice de anidisina (I ): Método lUPAC 2.504
(8). Se utilizó un espectrofotómetro Shimadzu UV-160
con registrador.
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los ensayos realizados se pueden agrupar de la
siguiente manera:
3.1. Determinación de la estabilidad en función
del I
V del I
Se estudió la estabilidad de tres aceites de soya
parcialmente hidrogenados (l.l. = 95). Los tres contenían 100 ppm de BHT, 100 ppm de BHA y 100 ppm
de ácido cítrico, como conservadores. Los aceites
fueron elegidos de modo que inicialmente tuvieran Ip^
^^^ similares y muy bajos e 1^^^ diferentes, con el objetivo
de determinar exclusivamente la influencia de este
último sobre la estabilidad. Se empleó a tales efectos
el ensayo acelerado de Schaal. Se sacaron muestras
cada cuatro días y se determinaron los índices correspondientes. En la Figura 1 se resumen los resultados obtenidos. Se concluye que cuanto menor es
el I
inicial, más dias demora el aceite colocado a
anís
60°C para que su I ^^^^ aumente de manera importante. Es decir el período de inducción depende notoriamente del I
del aceite de partida. Esto remarca el
anís
'
papel fundamental que tiene este índice sobre el
comportamiento posterior del aceite y confirma que
el I ^^^^, que es útil como medida del grado de deterioro o enranciamiento actual, no es un parámetro
adecuado para evaluar su estabilidad o predecir su
evolución futura.
a) TONSIL optimun extra (Química SUMEX,
México): Se trata de una tierra de blanqueo del tipo
bentonita (arcilla activada).
b) Tri Syl (de W. R. Grace and Co,. USA): Se trata
de una silicagel amorfa, especialmente indicada para
eliminar jabones y fosfolípidos.
El material graso se calentó a 100°C bajo vacío
durante 30 minutos con la tierra de blanqueo incorporada. Transcurrido dicho tiempo y mantenido el
vacío, se enfrió por debajo de 60°C; luego se filtró
sobre papel.
De acuerdo con la bibliografía (13), se efectuaron
ensayos de envejecimiento acelerado con muestras
destapadas puestas en estufa a 60°C (ensayo de
Schaal).
2.2. Métodos analíticos
Las fénicas analíticas empleadas fueron
a)
a; índice peróxido (Ip^^^^ ): Método AOCS Cd 8-53
(14).
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Figura 1
Aceites de soya parcialmente hidrogenados (l.l.
95), sometidos a estufa a 60°C.
• índice de peróxido.
* índice de anisidina.
muestra A.
muestra B.
- • - muestra O.
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10
3.2 Influencia de los antioxldantes.
A una parte de una misma muestra D de grasa
vacuna desodorizada, se le agregó 200 ppm de BHT
y 100 ppm de ácido cítrico; a la otra no se le efectuó
ningún tipo de agregado. Ambas fueron colocadas
simultáneamente en estufa a 60°C (ensayo de Schaal).
En la tabla I se resumen los resultados obtenidos, de
los cuales surge la influencia del antioxidante usado:
a pesar del alto valor inical del l^^¡^, tanto este como
el I
aumentan lentamente en comparación con los
perox
'
de la muestra que carece de antioxidantes
Tabla I
Grasa vacuna desodorizada, con y sin antioxidantes, colocada en estufa a 60°C
Con a n t i o x i d a n t e 1
Sin a n t i o x i d a n t e
Días
I perox
I
I a n ,i s
perox
anis
0
0.4
7.0
0.6
6.7
4
11.0
10.3
0.8
6.7
11
28.8
14.6
3.6
7.0
6.4
7.9
-
-
22
En la tabla II se indican los valores obtenidos para
tres muestras diferentes de aceite de soya, sometidas
al ensayo de Schaal. La muestra E corresponde a un
aceite refinado y desodorizado que no contiene
antioxidantes; la muestra F a un aceite crudo (semirefinado) sin antioxidantes y la muestra G, a un aceite
refinado y desodorizado con agregado de antioxidantes.
Tabla II
Muestras de aceite de soya sometidas a estufa a
60°C. Muestra E: aceite refinado y desodorizado
sin antioxidantes. Muestra F: aceite crudo sin antioxidantes. Muestra G: aceite refinado y desodorizado con antioxidantes.
Días
Iluest r a E
I
perox
I
,
anís
Muestra F
I
Muestra G
perox
emls
I
perox
anís
0
1.4
0.7
2.3
1.9
1.5
8.6
6
14.4
2.3
19.3
3.4
5.3
8.0
-
36.8
5.7
7.9
8.8
60.6
9.1
11.8
0.9
-
15.8
9.4
42.3
9.7
10
-
14
43.0
7.0
22
94.8
15.0
29
124.0
19.3
-
A pesar de que las muestras E y F (que no
contienen antioxidantes) presentan valores iniciales
bajos de I
e I . , no son estables en la estufa a
'
p^rox
anís
60°C ya que ambos índices aumentan considerablemente en pocos días. Por el contrario, la muestra G
(que contiene antioxidantes), presenta un período de
inducción importante, a pesar del alto valor inicial de
su I . Este varía muy poco con el tiempo de estadía
anís
/
i^
"^ ^
_j
I
3.3 Influencia del blanqueo.
Se hicieron blanqueos en el laboratorio con 2% de
TriSyl y con 2% de Tonsil, separadamente, sobre un
aceite de soya crudo (semi-refinado). Cada muestra
se dividió en dos partes: sobre una se efectuó el ensayo
de Schaal, la otra permaneció tapada a temperatura
ambiente y expuesta a la luz natural. Los resultados
obtenidos se informan en la Tabla III.
Tanto las determinaciones sobre las muestras puestas en estufa como las dejadas a temperatura ambiente
indican que el blanqueo de un aceite crudo no mejora
sensiblemente su estabilidad. Se nota inclusive un
efecto negativo del efectuado con Tonsil ya que si
bien el I
es menor que el inicial su 1^^^^ se ve
incrementado. En conclusión, el blanqueo al inicio de
las operaciones de refinación de un aceite no mejora
su estabilidad futura si éste ya ha comenzado su
proceso de deterioro.
En la Tabla IV se resumen los ensayos de blanqueo efectuados con muestras diferentes que presentan relaciones variables entre los I ^ e I . .
perox
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I
en estufa, comportamiento diferente también al de las
muestras E y F.
La elección de muestras a efectos comparativos
debe ser cuidadosamente hecha porque son muchos
y variados los factores que influyen sobre la estabilidad de las grasas. Las muestras D (grasa vacuna)
y las E, F y G (aceite vegetal) no deben ser comparadas debido a su diferente composición química, ya
que cuanto mayor es el grado de insaturación del
material graso, más susceptible es éste al deterioro
oxidative. Los antioxidantes primarios son sustancias
que funcionan inhibiendo o interrumpiendo el mecanismo de radicales libres de la autoxidación de los
glicéridos. Sin embargo, ningún antioxidante es la
panacea para el deterioro oxidative de todos los
productos alimenticios. La selección del antioxidante
apropiado está determinada por el tipo de material
graso y del uso que de éste se haga. Así tanto el BHT
como el BHA son especialmente indicados para
prevenir la oxidación en grasas animales pero son
menos efectivos en aceites vegetales (1) (2) (15). A
esto puede deberse las diferencias de estabilidad en
condiciones similares mostradas en las Tablas I y II
y en la Figura 1.
anís
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11
Tabla III
La muestra a presenta I ^ e 1^^^^ muy bajos: tanto
su blanqueo con Tonsil como con TriSyl no tienen
efecto apreciable sobre ambos parámetros.
Aceite de soya crudo blanqueado con TriSyl y con
Tonsil y sometido a un proceso de envejecimiento
natural y en estufa a 60°C.
Días
Sin blem q u e a r
I
perox
2% Tori s i l
I
anis
perox
2% T r i S y l
anis
I
perox
1
La muestra b presenta un 1^^^^^^ un poco más alto
que la anterior y un l^^¡^ similar: el blanqueo con TriSyl
no tiene efectos importantes pero el efectuado con
Tonsil aumenta considerablemente el I . bajando sianís
anis
'
multáneamente su I
perox.
0
2.3
1.9
0.6
4.6
21.8
3.2
1.9
6.5
25.2
4.2
9.2
36.8
6.3
58.5
11.9
59.5
9.5
2.1
ESTUFA:
6
19.3
3.4
10
36.8
5.7
14
60.6
9.1
12
6.8
2.2
3.6
4.6
7.6
19
9.1
2.2
10.4
4.6
10.4
2.1
31
14.0
2.4
12.8
4.8
17.0
2.2
47
20.4
2.5
23.2
4.8
28.5
2.2
35.7
AflBIENTE:
Tabla
IV
'
Ensayos de blanqueo con diferentes muestras de
materiales grasos.
Muestra
a
% TriSyl
_
b
c
_
~
anis
1.3
1.2
2.0
0.4
1.3
-
2.3
1,9
2.0
3.2
1.9
-
2.0
0.6
4.6
"
-
0.3
8.1
-
2.0
4.5
2.0
0.4
7.7
1
0.6
7.1
1
0.6
6.5
1.0
0.4
6.8
2.0
0.6
6.0
4.5
0.4
3.4
1.6
22.9
2.9
20.0
-
3.0
18.1
-
2.0
0.2
16.9
4.5
0.3
9.9
-
-
4.5
e
perox
0.6
1.0
d
I
% Tonsil
0.3
2.0
2.0
17.4
6.3
15.2
6.8
6.8
10.9
-
2.0
1.2
22.3
4.5
0.4
13.7
1.5
3.0
0.6
15.9
4.5
1
La muestra c presenta un 1^^^^^ muy bajo y un l^^j^^
alto. Los blanqueos con diferentes cantidades de TriSyl
modifican muy poco esos valores. El blanqueo con
4.5% de Tonsil disminuye a menos de la mitad el 1^^^^
sin afectar su Ip^^^ Esto mejora la estabilidad del aceite
de acuerdo con lo observado en la Figura 1.
La muestra d presenta un I ^ un poco más alto
que el de la muestra c y un 1^^^^ muy alto. El comportamiento es similar al observado en la muestra c
ya que, tanto con TriSyl como con Tonsil, el 1^^^^
disminuye al aumentar la cantidad de blanqueador
usado. Respecto al Ip^^^^, el TriSyl lo aumenta pero el
Tonsil lo disminuye.
La muestra e presenta un I
muy alto y un I .
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porox
'
'
anís
alto también. Los blanqueos con TriSyl y con Tonsil
disminuyen el I ^ (siendo el efecto mucho más importante para el segundo) y aumentan el 1^^^^ respecto
a los del material de partida. Para los blanqueos
efectuados con Tonsil se observa que el I
corres^
anís
pendiente al 2% es mucho mayor que el correspondiente al 4.5%, es decir que, comparativamente, éste
disminuye al aumentar la proporción de tierra de blanqueo usada (efecto similar al observado en la muestra d). En cambio, al aumentar la cantidad de TriSyl,
el Ip^^^^ disminuye poco y el 1^^^^ aumenta. El efecto
combinado de ambos blanqueadores no mejora los
resultados.
Este comportamiento respecto al blanqueo, que a
primera vista parece no seguir una regla definida,
puede ser explicado en función de las reacciones que
tienen lugar en el sistema.
De acuerdo con la literatura (12) (16) (17) la remoción del color durante el blanqueo se asocia no
sólo con la adsorción física sino también con un
proceso que involucra la quimisorción y la subsecuente reacción química en la superficie de la arcilla
activada. La función primaria del blanqueo es descomponer los productos de la oxidación tales como
peróxidos y secundariamente, el proceso elimina trazas
de jabón y fosfátidos remanentes de la refinación y
los pigmentos que dan color.
Para explicar estos fenómenos se puede recurrir
al siguiente esquema de reacciones, en el cual los hidroperóxidos conjugados se pueden descomponer
dando aldehidos, cetonas y ácidos de bajo y medio
peso molecular, saturados e insaturados y otros
productos oxigenados bifuncionales (disminuyendo así
el lp.,ox):
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12
-CH=CH-CH=CH-CH-CH,- -
arcilla
activada
O
II
-€H=CH-CH=CH-C-€H,- + H,0
-CH=CH-CH4:H-CH=CH- + H,O
OOH
Tabla V
Grasa vacuna y aceite de soya procesados a nivel
de fábrica.
Los productos de la oxidación secundaria también
pueden descomponerse a nivel de la arcilla activada,
disminuyendo así el l^^j^. El conjunto de estas reacciones puede esquematizarse en la siguiente secuencia:
hidroperóxidos
ción sólo afecta apreciablemente al 1^^^^^. Esta operación no resulta eficaz para eliminar la oxidación
secundaria, una vez que ésta tiene lugar.
-> carbonilos
-^ otros compuestos
' oarox'
Cuando los hidroperóxidos responsables de la oxidación primaria se descomponen formando carbonilos, se produce una disminución del I
y un aumento
del Ig^jg (muestra e con 2% de Tonsil). Si la cantidad
de tierra de blanqueo es suficientemente grande
también se logra eliminar productos de la ruptura
oxidativa, disminuyendo comparativamente el 1^^,^
(muestra e con 4.5% de Tonsil). Si la relación de velocidades de reacción es v^>V2 se forman los carbonilos más rápido de lo que se descomponen y el I ^^.^
aumenta; si v^« Vg debido, por ejemplo a que el
contenido en peróxidos es chico, el 1^^^^ decrece
(muestra c con Tonsil).
De esta manera, el efecto neto que produce el
blanqueo con arcillas activadas depende del contenido en hidroperóxidos (medido en función del I ^^^^) y
de los productos secundarios de la ruptura oxidativa
(medidos como \^^.J. Los carbonilos sólo pueden ser
eliminados parcialmente en el blanqueo con arcillas
activadas, ya que no son removibles de manera
apreciable por procesos de desodorización porque en
general no son volátiles. En cambio, los peróxidos
son térmicamente lábiles y se destruyen en las
condiciones de la desodorización (18). Por estas
razones, el I ^^ puede disminuir en la desodorización
sin afectar apreciablemente el l^^j,.
3.4. Influencia de la desodorización.
Se estudiaron muestras de grasa vacuna y de aceite
de soya en diferentes etapas de su procesamiento a
nivel de planta industrial. En la Tabla V se indican los
resultados obtenidos.
La hidrogenación catalítica baja considerablemente los índices considerados pero la desodoriza-
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Etapa
Grasa vacuna
Aceite de soya i
I
perox
anis
antes de hidrogenar
-
-
13.0
9.0
parcialmente
hidrogenada
(I.I.= 76)
-
-
1.0
4.2
blanqueada
5.4
6.8
0.8
6.3
desodorizada
0.4
5.5
0.6
4.0
I
perox
anis i
4. CONCLUSIONES
Un aceite puede presentar un I ^^^^ bajo debido a
su buena calidad de origen o al tratamiento a que fue
sometido. Este valor, por lo tanto, no es garantía de
buena estabilidad de almacenamiento. El I
es un
anís
parámetro adecuado para evaluar su historia y prever
su comportamiento futuro. Cuanto mayor sea su 1^^^^
menor será su tiempo de inducción, o sea, menor el
período de tiempo en el que esencialmente no hay
oxidación y por lo tanto, la formación de peróxidos es
nula o muy pequeña. Cuanto mayor sea el 1^^.^ más
rápidamente comenzará la autoxidación y se enranciará el material graso. El uso de antioxidantes
adecuados mejora la estabilidad.
La desodorización disminuye considerablemente el
Urox P®''° s^QCta poco al Ig^j^ con lo cual no se mejora
la estabilidad de un material inicialmente deteriorado.
El blanqueo con arcillas activadas suele disminuir
el I ^ también. (El blanqueo con TriSyl suele
aumentarlo, pero se trata de una silicagel amorfa que
se usa especialmente para eliminar jabones y fosfoglicéridos). Su efecto sobre el I ^^.^ depende del I
del material en cuestión: con una cantidad adecuada
de tierra de blanqueo se puede disminuir el 1^^.^ pero
si el material graso está muy alterado (I ^^^ e 1^^^^ muy
altos) esto ya no es posible. Un aceite dañado de
origen difícilmente puede ser utilizado para obtener
un producto final de buena calidad, estable durante
su almacenamiento.
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Vol. 42 Fase. 1 (1991)
13
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(Recibido: Abril 1990)
(c) Consejo Superior de Investigaciones Científicas
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